Как правильно припаять провод код

Как правильно припаять провод

Эта статья написана для тех, кто решил заняться пайкой впервые, или имеет небольшой опыт в этой области.

На эту тему написано много книг, но, чтобы спаять один или несколько контактов, все аспекты пайки изучать не нужно.

Мы рассмотрим наиболее частые поломки бытовой техники и электро или электронных устройств.

Например — восстановление обрыва в проводе блока питания или наушников.

Объясним основные принципы пайки, чтобы вы могли обеспечить качественное и надежное соединение.

В ваших интересах набраться терпения и потратить 8-12 минут своего времени, чтобы в будущем избежать повторного ремонта и сэкономить время и деньги.

Что такое пайка

Пайка — это процесс соединения двух материалов с помощью металла или сплава-посредника,

называемого припоем, для получения неразъёмного соединения деталей с участием межатомных связей.

Припой имеет более низкую температуру плавления, чем материал соединяемых деталей.

Спаиваемые детали вводятся в соприкосновение, затем в зазор между ними вводится припой и обычно флюс.

Место спайки нагревается до температуры плавления припоя и он смачивает поверхности деталей,

затем после снятия нагрева припой, остывая, кристаллизуется, образуя соединение.

Качество и прочность соединения сильно зависит от смачиваемости припоем соединяемых поверхностей и неподвижности соединения в момент остывания припоя (кристаллизации).

Условия хорошей смачиваемости при спаивания деталей

На качество пайки, в основном, влияет чистота деталей.

Соединяемые детали не должны иметь какие-либо загрязнения (жир, масла, окислы и т.п.),

которые можно убрать с помощью очистителей типа спирта, бензина или других подходящих для конкретного типа загрязнения.

Место спайки должно иметь чистый металлический блеск.

Удаления загрязнений (в основном оксидов) можно достичь механическим (абразивные материалы, наждачная бумага, лезвие),

и химическим способом (с помощью флюса).

Флюс дает дополнительно уменьшение поверхностного натяжения.

Удалять загрязнения надо аккуратно, например при пайке светодиодной ленты,

слой медной подложки достаточно тонкий и слишком усердная механическая зачистка сточит этот слой в ноль.

Можно, конечно, использовать кислотный флюс, он хорошо удаляет оксидную плёнку металла,

которой покрываются все металлы на воздухе.

Оксиды образуются разной прочности и за разное время в зависимости от вида металла, влажности и температуры.

При этом остатки этих активных флюсов (кислотных),

как правило, очень коррозийны и требуют тщательного удаления после пайки,

иначе место спайки со временем разрушится.

Виды припоя и флюсов, фото некоторых образцов флюса, припоя в виде шариков и проволоки

Пайка медных проводов

Мы не будем здесь рассматривать весь спектр флюсов и припоев, а только те, что нужны для соединения обычных медных проводов. При пайке проводов и радиодеталей, в основном, применяются оловянно-свинцовые припои и их принято обозначать в процентном соотношение олова к свинцу (пример ПОС60 — значит 60% олово, остальное свинец). Годятся припои от ПОС40 до ПОС90 — отличаются они температурой плавления и механическими характеристиками (прочностью, пластичностью).

Сравнение типов припоев

Чаще всего используется припой марки ПОС60-63. Самый известный из флюсов — канифоль — из-за своей низкой цены, безопасности (химически нейтральный, не проводящий ток), не требует удаления после пайки, не коррозийный. Хотя его обычно удаляют, чтобы визуально убедиться в качестве пайки. Канифоль растворяет окислы меди и олова, применяется в твердом и жидком состояние (растворённая в спирте — флюс СКФ).

Флюсы для пайки

1. Канифоль — низкая цена, безопасность, не требует удаления после пайки
2. ЛТИ — для спаяния оцинкованных контактов, свинца, нержавеющей стали, других материалов

Подготовка жала паяльника

Не всегда провода делают из чистой меди, в целях экономии добавляют другие металлы и вещества подешевле. В результате обычная канифоль не обеспечивает хорошей смачиваемости припоем спаиваемых деталей. В этом случае можно применить флюс ЛТИ — он поможет легко спаять оцинкованные контакты, свинец, очищенное железо, нержавеющую сталь, гребенки контактов к платам ARDUINO и т.д., так как в состав входит спирт, канифоль, МАЛАЯ доза кислоты, триэтаноламин. Паяльная кислота, ортофосфорная или аналогичные — крайней вариант из-за возможности повредить радио-электронные компоненты.

Паяльная кислота

• Флюс ЛТИ — для соединения различных материалов
• Паяльная кислота — крайний вариант из-за риска повреждения компонентов

Подготовка паяльника к пайке, фото медного и необгораемого жала — как должно быть

При подготовке паяльника нужно убедиться, что жало чистое, не имеет окалины, нагара или других видов загрязнений рабочей части. Рабочая часть — кончик жала — должен быть покрыт слоем припоя (залужен). В зависимости от типа жала, подготавливается оно по-разному, может быть полностью медное или составное (необгораемое). Медное можно зачистить любым удобным способом (лезвие, наждачка, напильник). Медь достаточно мягкий металл и ему легко придать нужную форму, а, так как медное жало имеет свойство со временем достаточно быстро выгорать, его приходится периодически править. Но, несмотря на эти недостатки, медное жало обладает максимальной теплопроводностью и быстро нагревает нужный участок пайки, хорошо смачивается припоем. Это позволяет удерживать на паяльнике достаточно припоя без нужды дополнительно вводить его в точку пайки (за это очень любимо многими паяльщиками).

Подготовка жала

1. Убедитесь в чистоте жала, отсутствии окалины
2. Жало должно быть покрыто слоем припоя
3. Подготовьте жало в зависимости от его типа (медное или необгораемое)

Заметка: Важно правильно подобрать припой и флюс для соединяемых материалов, чтобы обеспечить надежное и качественное соединение.

Необгораемое жало: плюсы и минусы

У необгораемого жала свои плюсы и недостатки. Оно состоит из медного сердечника и внешней оболочки, как правило из никеля. Оно и делает его практически вечным, обладает антикоррозийными свойствами и устойчиво к обгоранию. Тем не менее, эта броня медного жала требует бережного отношения, так как имеет относительно тонкий слой.

Не следует перегревать жало по причине образования прочной оксидной пленки (обычно выглядит как синий налёт). И, если медное жало покрывается окалиной, которую просто зачистить, то тут всё несколько сложней. Окисленное жало припой уже не смачивает. Приходится применять активное лужение — кусочек припоя в баночку с канифолью и в него опускаем горячее жало. Нагретая канифоль разрушает оксидную пленку и жало покрывается снова припоем. Можно конечно не делать этого, ведь, как правило, необгораемым жалом мы не переносим припой в точку пайки, а вводим его туда в виде проволоки из припоя и плавим уже на месте.

К сожалению, оксидная пленка металла также является изолятором тепла и припой плавится трудней.

Увеличение нагрева жала

Можно увеличить нагрев жала (паяльники с терморегуляторами), но тут получится замкнутый круг. Мы увеличиваем температуру, чтобы нагреть место пайки и при этом увеличиваем скорость окисления жала, что ухудшает ещё больше теплопередачу.

Очистка жала

В качестве механической очистки несгораемого жала применяют специальные чистящие губки для паяльных жал. Можно просто хлопчатобумажную влажную ткань.

Качество никелевого покрытия

Само никелевое покрытие не очень хорошо смачивается припоем (плохая адгезия), поэтому у хороших производителей кончик жала (часть жала, участвующую не посредственно в контакте с припоем) имеет более дорогой вид покрытия, у которого хорошая адгезия к припою.

Регулятор мощности

Если вы видите, что ваш паяльник перегревается, вы можете включить его через регулятор мощности (диммер), можно купить у нас за 150 руб., ну или включить паяльник через диод типа 1N5408. Регуляторы мощности отдельная большая тема (в интернете хорошо освещена).

Техника безопасности

Чтобы не возникло пожара, нужно убрать все легковоспламеняющиеся предметы и жидкости с рабочего места. Для паяльника следует предусмотреть подставку, которая не будет загораться или плавится при контакте с горячим жалом.

Никаких животных и детей в зоне возможного контакта с горячим паяльником. Хорошее освещение вам не помешает.

Основные пункты техники безопасности при пайке

• Убрать легковоспламеняющиеся предметы
• Предусмотреть подставку для паяльника
• Не допускать контакта животных и детей с горячим паяльником
• Обеспечить хорошее освещение

Наконец сама пайка, фото образца пайки провода

Техника безопасности при работе с пайкой особенно важна для предотвращения пожара и травмирования. Следуйте указанным выше мерам и рекомендациям, чтобы работа проходила безопасно и эффективно.

После того, как мы приготовили припой и нанесли флюс на место пайки, нужно нагреть это место паяльником. 

### Нагрев паянного места

Включаем паяльник, время нагрева до рабочей температуры обычного паяльника типа ЭПСН 25-60 вт, составляет примерно 3-5 минут. 

### Пайка

Если вы выполнили все предыдущие пункты, вам нужно прислонить жало паяльника и нагреть точку пайки, припой должен расплавится и затечь между спаиваемыми деталями. 

### Выбор жала

Если у вас паяльник с медным жалом, вы можете предварительно захватить им нужный вам объём припоя. Учтите если вы пытаетесь расплавить достаточно большой кусок припоя (больше 5 грамм), понадобится время, чтобы весь кусочек нагрелся и расплавился. 

### Использование разных жал

Если жало необгораемое, лучше попробовать метод внесением проволоки припоя в точку пайки, хотя и этот тип жала может нести небольшую часть припоя на себе. Старайтесь использовать именно ту форму жала, которая лучше подходит для размеров ваших деталей, чтобы не задеть соседние элементы или, наоборот, слишком долго не греть массивные элементы. Не смотря на то, что припой ПОС60 плавиться при 183 г°C, обычный паяльник разогревается от 250 до 450 °C, ему ведь нужно нагреть ещё и спаиваемые детали. Будьте осторожны.

## Прочность и сопротивление паянного соединения

Типовые дефекты пайки, Фото одного из дефектов

В сервисах электронщики за пустяковую работу порой берут немалые деньги. Если есть время и желание, купите паяльник, научитесь им пользоваться, и во многих случаях сможете обходиться без услуг профессионалов.

## Что понадобится для пайки?
Учимся клеить: Как пользоваться клеевым пистолетом: инструкция в 5 пунктах

### Паяльник

Как основной инструмент при работе с микросхемами и мелкими металлическими деталями используют паяльник. При его выборе прежде всего обращают внимание на мощность:

Основные разновидности электрических паяльников:

В обоих можно использовать жала разной геометрии:

Выбираем инструмент для склеивания деталей: Как выбрать клеевый пистолет: 5 ключевых характеристик

### Припой

В виде легкоплавкой проволоки. Его используют в качестве посредника при спаивании деталей.

Выбираем инструмент для пайки: Как выбрать паяльник: 4 критерия отбора

### Флюс

Флюс участвует в подготовке поверхности проводов к пайке. С его помощью растворяют пленку окислившегося металла, жировые и прочие загрязнения. Состав флюса подбирают в зависимости от материалов, подлежащих спаиванию. Типичный пример флюса — канифоль, которая оптимально подходит для меди. Бывает твердая, жидкая и гелеобразная.

Побеждаем ржавчину: Как убрать ржавчину с металла: 5 эффективных методов

### Оплетка для выпайки

Если требуется убрать лишний припой — можно воспользоваться оплеткой, которая состоит из тонких медных проводков, сплетенных в ленту и покрытых флюсом. Кончик оплетки прижимают горячим паяльником к месту пайки, и она вбирает в себя лишнее как губка. Лента особенно актуальна, когда человек, не набивший руку, паяет микросхему.

Для пайки также могут понадобиться: пинцет, кусачки, стриппер, оловоотсос, паяльный фен, струбцины для фиксации деталей, увеличительное стекло, защитные очки, губка для очистки жала, подставка для паяльника.

Интересная статья: Что такое вибрационная шлифовальная машина: обзор и отзывы — гайд в 5 разделах

Основные принципы и правила

Пайка — это процесс соединения металлов, которые находятся в твердом состоянии. Технология подразумевает использование припоев. В процессе пайки они становятся жидкими и заполняют зазоры между деталями. Когда тепловое воздействие завершается, припой переходит в твердое состояние, образуя достаточно прочный шов за счет диффузии. Таким образом, для пайки нужен нагрев. Необходимо, чтобы соблюдалось правило: T1<T2<T3. Расшифровка обозначений:

Другие условия надежного соединения:

Зная эти принципы, проще разобраться, как правильно и эффективно паять паяльником.

Работать паяльником проще, чем электросварочным аппаратом. Температура ниже, технология безопаснее. По сути, пайка от сварки отличается тем, что соединяемые поверхности не расплавляются. Технология, в отличие от сварки, позволяет работать с мелкими деталями, много раз соединять-разъединять их, не нарушая размеры.

Выбираем гайковерт: Как правильно выбрать гайковерт: 10 главных критериев

Простые советы, как научиться паять

Начать, пожалуй, стоит с техники безопасности:

При работе с мелочевкой при необходимости используйте «третью руку». Это приспособление помогает удерживать детали неподвижными в момент пайки, дает возможность избежать неприятных ощущений от горячих проводов. Чтобы не обжечься, также используйте пинцет.

После пайки с активированными флюсами промойте плату, чтобы остатки кислоты не повредили контакты со временем. Для этого используют растворители, мыльные растворы, спирты в чистом виде и смешанные с бензином. Состав зависит от флюса. Промывать платы не нужно после работы с нейтральными флюсами, но с ними паять сложнее.

Если купили паяльник и не знаете, как им пользоваться, то после изучения теории желательно попрактиковаться с проводами. Возьмите пару метров тонкого одножильного провода, снимите с него изоляцию, порежьте на куски примерно по 10 см. Из них выложьте решетку и пропаяйте все стыки. Когда она остынет, помните ее хорошенько руками. Посмотрите, что стало с точками пайки. Если они целы — вы отлично справились с задачей.

Выбираем гравер: Как выбрать гравер: 3 ключевых фактора

Подготовка деталей и инструмента

Для начала уделите внимание деталям, которые собираетесь паять. Паяльником займетесь позже.

При необходимости детали подгоняют друг к другу таким образом, чтобы площадь соприкосновения была оптимальной. Также в подготовительный этап может входить создание шероховатости с помощью крупнозернистой наждачки и обезжиривание поверхностей.

Подготовка паяльника

Если паяльник новый — смело подключайте к электричеству. Начнет дымить, обгорать, металл возле нагревательного элемента потемнеет — ничего страшного. Это нормальная реакция на первый нагрев.

Старый паяльник не спешите включать в розетку. Если образовались наслоения на жале за время предыдущей работы, их нужно убрать. Способ очистки зависит от конструкции инструмента. Медное жало прибора старого образца приводят в порядок с помощью напильника. Наконечник, покрытый на заводе лужением, нельзя очищать таким способом. Технологии чистки теплого никелированного жала:

Также можно использовать жесткую сторону губки для мытья посуды, посыпанную содой, для холодной чистки.

Чистый паяльник необходимо подвергнуть лужению. Разогреваем его и наносим на жало канифоль или паяльную кислоту, а затем — припой. Канифоль — для меди, кислота — для никелированного покрытия.

Готовимся к покраске: Как настроить краскопульт: разбираемся с 3 регуляторами пневмоинструмента

Как правильно паять провода

Рассмотрим два варианта: с многожильными и одножильными проводниками тока.

Пайка многожильных проводов

Для пайки медных проводов кислотные флюсы не нужны, можно воспользоваться твердой канифолью. В любом случае удаляем изоляцию с проводов в местах пайки. Для этого желательно использовать стриппер.

Далее возможны варианты:

После пайки фиксируем термоусадку, например, с помощью паяльного фена.

В первом варианте отсутствует лужение проводов. При таком подходе увеличивается время пайки, что не критично, так как поблизости нет радиодеталей, чувствительных к перегреву.

Соединяем пластик без паяльника: Как соединить пластиковые трубы без пайки 4 способами

Пайка одножильных проводов и смешанный вариант

Теперь несколько слов о том, как правильно паять одножильные провода. В этом случае лучше выбрать вариант с залуживанием, поскольку прогреть моножилу сложнее.

Если нужно соединить моножилу с многожильным проводом, технология следующая:

Домашним умельцам на заметку: Как выбрать набор инструментов для дома: 4 базовых предмета

Как паять микросхему

В качестве примера — технология выпаивания и впаивания процессора:

Как паять 8-ножечные микросхемы и еще более мелкие детали? Принцип пайки тот же.

Сравнение двух инструментов: Чем перфоратор отличается от дрели: сравнение по 4 показателям

Проблемы и ошибки при пайке

В заключение несколько слов о паяльных станциях. В относительно простенький набор входит паяльник, работающий от 24 В, а также подставка, губка и модуль, регулирующий температуру. Преимущество низкотемпературного инструмента в безопасности: в случае пробоя прибора на 220 В легко сжечь микросхему при пайке. Контрольно-управляющий модуль дает возможность выставлять и поддерживать температуру пайки. Дорогая станция может включать фен и другие источники теплового излучения, вакуумный пинцет, оловоотсос для сбора лишнего припоя. Могут быть также другие полезности.

Выбираем шуруповерт: Как выбрать аккумуляторный шуруповерт: 6 советов и рейтинг из 5 крутых моделей

Дэвид Корнелиус канал о радиоэлектронике David Ear

Если выйдет из строя электроника, бытовая техника или вдруг перестанет работать электроудлинитель, для ремонта понадобится паяльник. Расскажем, как правильно и безопасно им пользоваться и что нужно для пайки.

Паяние, или пайка, — способ соединения элементов с помощью жидкого сплава разных металлов. Когда расплавленный металл остывает, соединение становится крепким и передает ток. Пайкой соединяют детали из алюминия, меди и любых черных, цветных и драгоценных металлов.

Что можно сделать с помощью паяльника

Чтобы плавить металл, соединять или разъединять детали, используют паяльник. Он нужен для:

Как устроен паяльник и как его выбрать

Электрический паяльник состоит из деревянной или пластмассовой рукоятки, провода питания, корпуса и наконечника. Главная деталь в нем — наконечник, который чаще называют жалом. Жало бывает из меди или другого металла с никелевым покрытием. Новичкам лучше выбирать паяльник с медным жалом, так как у меди самый большой коэффициент передачи тепла и к медному наконечнику будет лучше прилипать припой.

У самых простых паяльников внутри корпуса находится спираль из нихромовой проволоки — элемент, который разогревает жало до 250 °С и выше. Есть и более продвинутые модели — керамические и импульсные паяльники, но для бытовых нужд достаточно инструмента со спиралью внутри.

Одна из главных характеристик паяльника — его мощность. Новичкам лучше выбирать модели в диапазоне 25–40 Вт: паяльник мощнее будет слишком громоздким и может постоянно перегревать радиодетали, что приведет к их поломке. Удобно работать паяльником, у которого есть возможность регулировать длину жала, вытягивая его из корпуса.

Для разных видов работ используют паяльники разной мощности:

Какие материалы нужны для пайки

Паяние похоже на склейку деталей, только вместо клея здесь припой — чаще всего проволока из сплава олова и свинца, которая плавится при низкой для металла температуре (200–400 °С). Вместе с припоем используют флюс — раствор или вещество, которое растворяет оксидный слой на паяльных поверхностях. Флюс очищает место пайки от появившихся там пленок и жиров, чтобы припой лучше растекался и прилипал к деталям и поверхностям.

По составу все флюсы делятся на активные и нейтральные. Активные содержат кислоты и растворяют сам металл, а не только окислы, поэтому его обязательно нужно смывать после паяния спиртом или специальным растворителем. Нейтральный флюс не содержит кислот, поэтому менее эффективный для тяжелых случаев загрязнения и его применяют на новых деталях или там, где нет серьезных окислов.

Классический пример флюса — это канифоль. Но после канифоли место пайки нужно тщательно отмывать специальным очистителем или спиртом: вреда он не принесет, но эстетичный вид соединения немного испортит. Периодически перед работой жало нужно чистить влажной губкой или ножом. Это не всегда просто, поэтому многие переходят на гель-флюсы: они не пригорают, и их легко отмыть.

Гель-флюсы — это глицерин с частичками канифоли или других искусственных материалов. Если канифоль наносят на рабочую поверхность с жала паяльника, то флюс наносят кистью: так удобнее контролировать дозировку и проникать в труднодоступные места.

Еще одна разновидность флюса — паяльная (ортофосфорная) кислота. Она сильнодействующая и предназначена для тяжелых загрязнений и коррозии, поэтому ее редко используют в домашних условиях. Маленькой капли достаточно для соединения пайкой массивных деталей. Будьте аккуратны во время работы с кислотой: при попадании на руки ничего не будет, но для глаз она опасна.

Дэвид Корнелиус

Для тех, кто только учится паять с нуля, я рекомендовал бы выбрать припой с канифолью в составе, а в качестве флюса — чистую канифоль. Она недорогая и удобная, а когда наберетесь опыта, то сможете перейти на гелевый флюс и паяльную кислоту. Со временем у каждого радиолюбителя появляются свои любимые материалы и стиль пайки. Например, мне нравится работать припоем 60/40 1 мм с флюсом в составе (60/40 — пропорции олова к свинцу, а 1 мм — диаметр проволоки). И еще я до сих пор работаю с канифолью, хоть паяю много лет.

Вне зависимости от того, какой припой или флюс вы выбрали, процесс пайки не меняется. Но детали, которые вы будете паять, по-разному реагируют на припой: некоторые моментально впитывают его, а к другим он с трудом прилипает. Есть материалы, для которых не подойдет обычный припой. Например, для алюминия нужен припой с цинком и другими металлами, для ювелирных изделий — припой с добавками из золота или платины. Обычный припой из олова и свинца подходит для меди и черных металлов: железа, стали или чугуна.

Техника безопасности

Прежде чем включать паяльник, ознакомьтесь с основными правилами безопасности.

Как подготовиться к пайке

Перед тем как приступить к пайке, нужно залудить жало. Лужение — это процесс, при котором поверхность жала покрывают тонким слоем припоя, чтобы оно не окислялось, лучше удерживало припой и в целом паять было приятнее.

Лудить паяльник нужно, даже если он новый. Если паяльником уже работали, его нужно сначала очистить. Можно использовать для этого металлическую губку, если жало никелированное, или напильник, если жало медное. Но не наоборот.

Когда очистите жало до чистого однородного блеска, сразу, пока оно не окислилось, окуните его в канифоль. Не вынимая жало из канифоли, включите паяльник в сеть и подождите, пока канифоль начнет плавиться. Когда появится легкий дым, достаньте припой и начните водить им по жалу, чтобы расплавить. Капните крупную каплю припоя в канифоль и сразу же опустите туда жало, стараясь как бы втереть его в припой. Когда рабочая часть жала начнет блестеть серебряным цветом — можно приступать к паянию.

Шаг за шагом

В качестве примера возьмем оборванный провод, который нужно снова сделать целым:

Упражнения для начинающих

В любом деле главное — практика. Есть несколько упражнений, которые помогут почувствовать, как работает паяльник, и набить руку.

Нарежьте много тоненьких проволочек диаметром около 0,4 мм и спаяйте их в сетку. На места пересечения проводов наносите равномерную каплю припоя. Когда закончите, попробуйте разорвать сетку. Если рвутся сами провода, а не места соединения, то пайка отличная. Если нет — тренируйтесь дальше.

После сетки можете попробовать распаивать и запаивать назад разные платы от радиотехники. Главное, чтобы там были детали разной формы, размера и с разным количеством ножек. Так вы точно научитесь паять что угодно.

Качество паяния оценивают по целостности и яркому блеску верхнего слоя, прочности на разрыв, а также отсутствию излишков припоя в местах соединения деталей.

Какие бывают ошибки

Начинающие радиолюбители допускают одни и те же ошибки:

Резюме

Не допускайте популярных ошибок новичков в паянии, следите за чистотой инструмента и соблюдайте правила безопасности. А чтобы с каждым разом паять все лучше и лучше, выполняйте упражнения, о которых мы рассказали.

А вы будете учиться паять?

Все статьи под рукой